טחנת רוח אינה זקוקה לדלק או אנרגיה סולארית כדי לייצר חשמל. תכונה זו גורמת לאנשים רבים לחשוב כיצד לבנות טורבינת רוח במו ידיהם, מכיוון שהרכישה וההתקנה של ציוד מוגמר יקרות.
תוֹכֶן
עקרון הפעולה וסוגי מחולל הרוח
אתה יכול לעשות טחנת רוח לבד רק עם הבנה של המכשיר שלה. אב הטיפוס של יחידה זו הוא טחנת רוח ישנה. עם לחץ האוויר זורם על כנפיו, נכנס לתנועה פיר, שהעביר את המומנט לציוד הטחנה.
בטורבינות רוח לייצור חשמל מיושם אותו עיקרון של שימוש באנרגיית רוח לסיבוב הרוטור:
- תנועת הלהבים בחשיפה לרוח גורמת לציר הקלט עם תיבת ההילוכים להסתובב. המומנט מועבר אל הציר המשני (רוטור) של הגנרטור, המצויד ב-12 מגנטים.כתוצאה מסיבובו, נוצר זרם חילופין בטבעת הסטטור.
- חשמל מסוג זה אינו יכול לטעון סוללות ללא מכשיר מיוחד - בקר (מיישר). המכשיר ממיר זרם חילופין לזרם ישר, ומאפשר לאחסן אותו כך שמכשירי חשמל ביתיים יוכלו לעבוד ללא הפרעה. הבקר מבצע גם תפקיד נוסף: הוא מפסיק לטעון את הסוללה בזמן, והאנרגיה העודפת שנוצרת מטחנת הרוח מועברת ליחידות שצורכות כמות גדולה ממנה (למשל לגופי חימום לחימום בית).
- כדי לספק אספקת מתח של 220 וולט, הזרם מסופק מהסוללות למהפך, ואז הוא עובר לנקודות צריכת החשמל.
כדי להבטיח שהלהבים יהיו תמיד במצב הטוב ביותר לאינטראקציה עם הרוח, מותקן זנב על מכשירי האימפלר, המאפשר לך להפנות את המדחף לכיוון הרוח. לדגמי מפעל של טחנות רוח יש התקני בלימה או מעגלים נוספים לקיפול הזנב או הסרת הלהבים ממכות רוח במזג אוויר שלילי.
ישנם מספר סוגים של טורבינות רוח, המסווגות אותם לפי מספר וחומר הלהבים או גובה המדחף. אבל החלוקה העיקרית מתרחשת לפי מיקום הציר או פיר הכניסה:
- הסוג האופקי מרמז על מיקום הפיר במקביל לקרקע. גנרטורים כאלה נקראים מחוללי שבשבת.
- בטחנות רוח אנכיות, הציר ממוקם בניצב לאופק, והמטוסים ממוקמים סביבו. גנרטורים אנכיים יכולים להיקרא אורתוגונליים או קרוסלה.
ללא קשר למיקום ציר הסיבוב, עקרון הפעולה של היחידה נשאר זהה.
דגמים של טחנות רוח יכולים להיות עם מדחף או גלגל רוח של 2, 3 או כמה להבים.מאמינים שמכשירים מרובי להבים מסוגלים לייצר זרם ברוח קטנה, ומדחפים בעלי 2-3 כנפיים דורשים זרימת אוויר גדולה יותר. בעת בחירת דגם, יש צורך לקחת בחשבון את הכלל החשוב שכל להב יוצר התנגדות לזרימת הרוח ומפחית את מהירות הסיבוב, ולכן די קשה לסובב גלגל רב להבים למהירות הפעולה.
בין הזנים של טחנות רוח יש שיט וקשיחים. שמות אלו מתייחסים לחומר ממנו עשויות הכנפיים. בהרכבה עצמית, סוג המפרש יהיה פשוט וחסכוני יותר, אך להבים עשויים מחומר פלסטי (בד, סרטים וכו') אינם עמידים ועמידים בפני שחיקה.
אפשרות אנכית
קל יותר ליצור מחולל רוח אנכי מאשר אופקי. העיצוב אינו דורש התקן שבשבת, הוא ממוקם בגובה נמוך (עד 2 מ'). ביקורות של אלה המשתמשים בטורבינות רוח אנכיות (תחנת כוח רוח) מצביעות על רעש קל במהלך הסיבוב וקלות התחזוקה של יחידות העבודה של היחידות. הגנרטור ממוקם בתחתית המבנה וניתן לבצע תחזוקה ללא צורך לעבוד בגובה או להוריד את התורן לקרקע.
בקצה העליון של הציר מותקן מיסב, המשמש בו זמנית כתורן. חלק זה כמעט ואינו דורש תחזוקה והוא מסוגל לשרת מספר שנים ללא תיקון.
בניגוד לטחנת רוח בעלת להבים, טורבינות רוח אנכיות אינן דורשות התקנת תורן גבוה. הם פועלים ללא קשר לכיוון הרוח, מה שמפשט את העיצוב של החלק הנע.עבור הלהבים של טורבינת רוח קומפקטית, ניתן להשתמש בצינור PVC בקוטר גדול (למשל, צינור ביוב), ופלדה דקה מגולוונת מתאימה לטורבינת רוח חזקה יותר. חומרים אלו זמינים לכל אומן בית והם זולים יחסית.
ניתן לבחור את עיצוב גלגל הרוח באופן עצמאי מבין האפשרויות הרבות הזמינות:
- עיצוב דורנייה עם 2 להבים שטוחים;
- מערכת Savonius עם 4 כנפיים חצי גליליות;
- טחנת רוח מרובת להבים אורתוגונלית עם 2 שורות של מטוסים;
- טורבינות רוח הליקואידיות עם פרופילי להבים מעוקלים.
כל טחנות הרוח האנכיות משתמשות בעקרון האגרגט של Savonius. בבית, ניתן לייצר להבים מחביות פלדה או פלסטיק, לחתוך לשניים לאורך. תכונת העיצוב היא שהיעילות של היחידה מגיעה למקסימום במהירות להב פחותה פי 2 ממהירות הרוח. לכן, אתה לא צריך לנסות להגביר את המהירות עבור טורבינת רוח אנכית.
מודלים אופקיים
שלא כמו גנרטורים אנכיים, לטורבינות רוח תוצרת בית עם מדחף יש יעילות גבוהה יותר עם עלייה במהירות הלהבים. אבל אלמנטים רבים וצרים של הבורג אינם תורמים לעבודה טובה יותר: עם לחץ רוח חזק, אין להם זמן לסובב את הפיר בגלל כרית האוויר שנוצרה מול הבורג.
עשה זאת בעצמך טורבינות רוח מרובות להבים לבית מומלץ לעשות באזורים עם רוחות לא חזקות מדי. אם כוח הרוח באזור עולה לעתים קרובות על 10-15 מ' לשנייה, הגיוני לבנות טחנת רוח עם 2-3 להבים. שני הסוגים מסוגלים להתחיל לעבוד במהירות זרימת אוויר של כ-2-3 מ' לשנייה.
הדגם האופקי מחייב התקנת תורן גבוה (6-12 מ').כדי להימנע מעבודה בגובה רב במהלך תחזוקה, בעלי מלאכה מתקינים את מנגנון הקיפול הפשוט ביותר - הציר - בבסיס התורן. ליציבות המבנה עם עומס רוח חזק, יש צורך בפלטה עם כבלים להחזיק את המתלה במצב אנכי.
יש להתקין את הנאצל עם הגנרטור והמדחף על מיסב ולצויד בו נוצות שבשבת, כך שהפרופלור תמיד יקבל מיקום יתרון ביחס לרוח. כבלים הנושאים זרם צריכים להיות ממוקמים כך שהם לא מתפתלים כאשר הנאצל מסתובב, מפריעים או נשברים. לכן, הם מבוצעים בתוך תורן צינורי.
איך מייצרים גנרטור רוח 220V?
העבודה על יצירת טורבינת רוח צריכה להתחיל בקביעת הכוח הנדרש של היחידה:
- כדי להאיר כמה חדרים, זה מספיק כדי שיהיה גנרטור עם הספק של פחות מ 1 קילוואט; הוא יספק חשמל למנורות ליבון או חיסכון באנרגיה, ובנוסף ניתן יהיה להפעיל מחשב נייד או טלוויזיה לרשת;
- גנרטור רוח תוצרת בית בהספק של 5 קילוואט יספק חשמל למכשירי חשמל ביתיים (מקרר, מכונת כביסה, כיריים וכו');
- על מנת להעביר לחלוטין את הבית לאספקת חשמל אוטונומית, אתה צריך גנרטור חזק עם קיבולת של יותר מ 20 קילוואט.
אתה יכול לעשות את הגנרטור בעצמך או להתאים את המכלול המתאים שהוסר מהמכונית הישנה. בדרך זו, ניתן להבטיח ייצור של זרם עד 2-3 קילוואט. כדי ליצור מחולל רוח 220V חזק יותר עשה זאת בעצמך, תצטרך לחשב במדויק את מספר הסלילים והסיבובים של החוט, את גודל ומספר המגנטים על הרוטור, ואת הפרמטרים של כנפי הלהב.
עיצוב פשוט
עבור העיצוב הפשוט ביותר עם הספק של כ 1-1.5 קילוואט, תצטרך:
- גנרטור רכב (12 V);
- סוללת חומצה (12 V);
- כפתור מתג (12 V);
- ממיר זרם 700-1500 וולט ו-12-220 וולט;
- מתכת קיבולת גדולה;
- ברגים, דסקיות, אגוזים;
- מהדקים לחיזוק הגנרטור (2 יח').
בגלגלת של גנרטור הרכב, אתה צריך לעשות חורים סימטריים עבור הברגים. מחלקים את היקף המיכל ל-4 חלקים שווים. להבים חתוכים:
- בצד המיכל, סמן את המלבנים לפי הסימונים לחלוקת העיגול;
- מצא את האמצע האנכי של כל אלמנט;
- סמן את החלק העליון והתחתון של המיכל עם שפה מוצקה ברוחב 3-5 ס"מ;
- לחתוך את המתכת בין מלבנים בודדים לקו החישוקים;
- לעשות חתכים לאורך הגבולות העליונים והתחתונים של הסימון כך שאמצע המלבן יישאר שלם ומחובר לשישוקים;
- לפרוס כל להב ביחס לציר המרכזי;
- לקבוע את מרכז התחתית העגולה, לסמן את מיקומי חורי הברגים בהתאם למיקומם על גלגלת הגנרטור.
בעת פריסת הכנפיים כדאי לקבוע את כיוון הסיבוב של גלגל הרוח על מנת להוציא את החלקים הדרושים מהמטוסים. כדי להבטיח עומס זהה על כל הלהבים, יש למדוד את זוויות הסיבוב שלהם.
הרכבה של המבנה מורכבת מהברגת גלגלת הגנרטור ותחתית המיכל. לאחר מכן מכינים בסיס להתקנת מחולל רוח (תורן העשוי מצינור עבה בגובה של כ-2 מ'). הכי קל לחבר אליו את הגנרטור בעזרת מלחציים בקוטר המתאים. כדי לטעון את המצבר יש להעביר את הזרם מהגנרטור דרך המיישר, את החיבור יש לבצע באמצעות המעגלים החשמליים של הרכב.
גנרטור תוצרת בית לטורבינת רוח בעלת להב
ניתן להרכיב את היחידה לגנרטור רוח אופקי מרכזות גלגלים ממכונית או להשתמש במנוע חשמלי ממכונת כביסה. כדי לעבוד, תצטרכו לרכוש מגנטים העשויים מניאודימיום (סגסוגת ניוביום). עדיף לקחת אלמנטים מלבניים.
אתה יכול לקבוע את מספרם לפי מספר הסלילים, אם נעשה שימוש במנוע. עבור גנרטור תלת פאזי, מספר המגנטים צריך להיות 2/3 ממספר הסלילים, ולגנרטור חד פאזי הוא צריך להתאים לו. מתרגלים מאסטר ממליצים לבחור במחולל תלת פאזי.
בעת שימוש במנוע ממכונת כביסה, יש להדביק מגנטים לרוטור המנוע. אם משתמשים ברכזת גלגלים, מניחים את המגנטים על עיגול פלדה בעובי של כ-5 מ"מ. בעת הרכבת הרוטור, פעל לפי הכללים:
- המרחק בין המגנטים חייב להיות זהה. לאלמנטים מלבניים על הרכזת יש צדדים ארוכים לאורך רדיוסי המעגל, ועל פיר המנוע - לאורך ציר האורך שלו.
- לפני העבודה, אתה צריך לקבוע ולסמן את הקטבים של המגנטים. הם מותקנים כך שלאלמנטים המנוגדים יש קוטביות שונה. בעת הצבת מגנטים, החלף את הקטבים החיובי והשלילי של חלקים סמוכים.
- כדי לשמור את המגנטים בצורה יציבה על פני הרוטור, מומלץ למלא אותם באפוקסי.
כאשר משתמשים בציר המנוע כרוטור, החלק מותקן במקומו בפיתול ובודקים את יכולת הפעולה של המבנה על ידי הפעלת בדיקות מד מתח על מובילי החוטים וסיבוב הציר באמצעות מקדחה.
אם נעשה שימוש ברכזת, סלילים מפותלים באופן עצמאי מחוט נחושת מצופה אמייל בחתך של 1 מ"מ.כל סליל צריך להיות מורכב מ-60 סיבובים וגובהו 9 מ"מ. יש להתקין סלילים על החלק השטוח של רכזת הגלגל.
עבור גנרטור תלת פאזי, חבר את קצוות החוטים כך:
- השאר את המסוף החיצוני 1 של הסליל פנוי, וחבר את המסוף הפנימי לחיצוני ב-4;
- חבר את החיווט הפנימי של 4 סלילים עם החיצוני ב-7 והמשך עד הסוף, חיבור החלקים המתפתלים כל 2 חתיכות; על האחרון, צריך להישאר קצה פנימי חופשי, שמתפתל בקלות כשהפלט כבר נותר או מסומן אחרת;
- חזור על התהליך עם 2 סלילים, חיבור החוטים על פי אותו עיקרון כל 2 אלמנטים;
- עשה את אותו הדבר עם 3 סלילים והשאר לא מחוברים.
בסוף העבודה, למאסטר יהיו 6 פינים נפרדים. יש למלא את הפיתול באפוקסי ולייבש.
לאחר מכן, במיסב הרכזת, אתה צריך להדק את הפיר, שעליו לשים את טבעת הרוטור עם מגנטים. הפער בין המישורים של החלקים הוא 1-1.5 מ"מ. בדוק את נוכחות הזרם בטרמינלים, הרכיב את טחנת הרוח והתקן אותה על התורן.
שירות ציוד
במהלך פעולת טחנת הרוח, אחת לחודש, יש צורך לבצע בדיקה כללית של המחברים, לבדוק את מערכת החשמל עבור חוסר איזון מתח, הבקר במצב תקין והכבלים מתוחים באופן שווה. לפעולה רציפה, אחת ל-3-4 חודשים, כדאי לבדוק את חיבורי מסוף המצבר, לבדוק את מפלסי האלקטרוליט והשמן בתיבת ההילוכים של הגנרטור.
הבדיקה השנתית כוללת בדיקת משטחי הלהבים, קביעת ביצועי המיסבים והחלפתם. בתקופות אלה, מפלס האלקטרוליט מתחדש גם, שמן מתווסף לתיבת ההילוכים. תחזוקה שנתית כוללת בדיקת תפעול של כל הצמתים.
מאמרים דומים:
